路基施工中沖擊碾壓技術的應用分析

馬 德 兆

(山西遠方路橋集團有限責任公司，山西 大同 037005)

路基施工中沖擊碾壓技術的應用分析

馬 德 兆

(山西遠方路橋集團有限責任公司，山西 大同 037005)

介紹了沖擊碾壓技術的特征，分析了沖擊碾壓技術的應用范圍及施工工藝，并結合實際案例與數據，探討了沖擊碾壓技術在路基施工中的應用方法，以期為類似工程施工提供借鑒。

路基，沖擊碾壓技術，施工工藝，壓實度

0 引言

在目前的路基施工過程中，如果遭到傾斜地形、填充物料結構、土壤狀況等不利因素影響，路基就容易產生沉陷變形等問題，在很大程度上會降低路基的服務功效與道路使用期限。若能結合工程建設實際情況，合理運用沖擊碾壓技術，能夠有效控制路基的沉陷變形，提升路基的硬度和均衡性，并能對特殊路基進行鞏固，具有良好的發展前景。

1 沖擊碾壓技術的特征

1.1 低頻率高振幅

傳統壓路機是高頻率低振幅，而沖擊型壓路機則是低頻率高振幅(每秒沖擊約2次，下落距離為10 cm～20 cm)，其沖擊力量可高達15 kJ～30 kJ，沖擊負載達到2 500 kN～3 500 kN。碾壓輪以每秒約2次的頻率擊打路基，制造出低頻率高振幅的沖擊力量，并使之朝地底深處傳播，因而具有地震波的相關特征。這種壓路機把沖擊負壓能量、碾壓輪活動慣性能量和碾壓輪平直活動產生的能量相互結合起來，對路面造成動能和勢能的共同擊打作用，從而獲得強夯和震擊的雙重力量效果。

1.2 沖擊力量大，波及深度高

例如一架30 kJ三邊形雙輪沖擊壓路機，其雙輪凈重13 t，最佳行動速度是13 km/h，對路面造成的范圍沖擊力是200 kN～2 500 kN，相當于1 123 kPa～1 642 kPa，生成極強的沖擊波，對地底深處而言具有地震波的類似傳播特征。我國相關部門曾做過實驗，對石礫路基用30 N三邊形雙輪沖擊碾壓機以13 km/h的速度反復碾壓20遍以后，其實際測量深度0.8 m，1.5 m，2 m，2.5 m的平均直立土壤壓力分別達到了1 377 kPa，308 kPa，274 kPa，139 kPa。其造成的沖擊能量達到了超重型擊實功能的標準，能夠讓地底深處土壤的緊實度逐漸積累、提高，從而達到超重型標準92%以上。

1.3 沖擊碾壓路基效果佳，速度快

不同種類的路基受到一定沖擊碾壓后，在各種深度情況下，其緊實度都會有不同層次的增加。經過碾壓后，路基緊實度能夠達到97%以上。土壤工程實驗證明，在受到影響的深度下，其濕潤下陷性樣品的檢測率大大減少，而飽和前后的縮小性指標又明顯降低，使路基整體硬度得到提升。依據土壤工程實驗結果，大多數被碾壓路段路基的反彈力量加大，彎曲沉陷值得到改良，緩解了路基施工后沉陷變形的問題。通過對碾壓前后縮小數據轉變的觀察可以看出，在受到波及的深度范圍中，其縮小力量越大，壓縮性能就越低。此外，碾壓過程中沉陷度會隨著壓力的增加而上升，沖擊碾壓后孔縫體積和最高密度運算的孔縫體積差異顯著縮小，路基施工后沉陷變形問題得到較好的解決。

2 沖擊碾壓技術的施工工藝

2.1 沖擊碾壓技術的應用范圍

在運用沖擊碾壓技術進行路基施工時，要注意路基的埋填深度、建造材料、施工作業等因素。如果路基深度超過1.5 m，就可以采用沖擊碾壓技術進行作業。如果路基深度在1.5 m以下，就要采用常規碾壓技術。在運用沖擊碾壓技術進行路基施工時，要注意埋填材料的選用，通常情況下應選擇砂性土，其塑性指數要達到12以上，且含水量應為2%。路基施工作業面的長度應大于100 m，且最好是在300 m～500 m之間。

2.2 沖擊碾壓技術施工工藝

在運用沖擊碾壓技術時，要關注運作流程、施工器材和其他各類施工細節，以保證施工效果最優化。沖擊壓路機和普通壓路機相比，其壓實工藝有所不同，沖擊型壓路機通常不會采用壓半輪或者部分重復碾壓的方式，而是根據沖擊力朝土壤深處擴散分布的現象，利用新的碾壓方法和工藝進行作業，具體運作情況可見圖1。

2.3 碾壓行走路線

沖擊碾壓是按照“先兩邊，后中間”的順序開展，其軌跡相接而不重合，覆蓋整個路基表層，稱為一遍沖碾。碾壓時，可以采取橫向排壓法，利用YCT 25沖擊壓路機進行碾壓，該壓路機兩輪寬度為90 cm，內側邊距為1.17 m，運作兩次為完成一次沖擊，形成寬度為4 m的碾壓帶。其中，第二次的單輪從第一次的兩輪內側距中間穿過，形成沖碾間隙，兩邊寬度為13 cm。二遍沖碾時，一次碾壓向內側移動20 cm再進行沖碾，把第一遍的所有間隙都碾壓成形。

從圖2可看出，每遍縱向交錯以1/6的輪間距實施碾壓，并于碾壓6遍之后回到第一遍的位置，再展開第二次的6遍碾壓。碾壓時從路基一側朝另一側推行，直至完成所有碾壓次數。在對路基實行沖擊碾壓時，如果軌跡太深，會影響到壓路機的前行速度，這時可以利用推土機將路面打理平整，再繼續沖碾。如果沖擊碾壓時路面揚起大量灰塵，可以用灑水車適當灑水。

3 沖擊碾壓技術在路基施工中的應用

3.1 工程概況

例如在某公路路基施工時，填方最大高度是180 cm，為保證工程質量，實際填方高度要達到120 cm，對路基實施沖擊碾壓的遍數需要大于20遍。在施工準備過程中，要預備好灑水車、壓路機、推土機、牽引車、壓實度檢測工具等等。然后利用沖擊碾壓技術實施路基施工。一旦埋填高度超過了沖擊高度，就要運用推土機把地面推平。此外，還要對路基表面實行壓實度檢測。經過實驗分析可以看出，路基埋填材料要選用低液限粘土，保證其含水量在8.0%左右，最大干密度是2.2，路段上每隔20 m要設置3個監測點，分別位于路基中線右側線1 m和左側線1 m的方位，再運用灌砂法對每一點的路基壓實度實行精確檢測，記載下相關數據。

3.2 施工步驟

在施工前，要做好路基檢測和放樣工作。在埋填前要在路基上方設置方格網，為埋填預留適當的寬度。在路基推平時，還要對路基表層以下20 cm左右的土壤實施含水量檢測，只有含水量達到8%，才能夠繼續下一個步驟。沖擊壓路機輪寬為0.9 m，輪子之間的距離為1.17 cm，每一遍碾壓的都是前一遍碾壓的兩輪之間的位置。從理論上講，兩邊間隙為13 cm，則壓路機在第二遍碾壓時要把兩個輪子朝內移動20 cm，第三遍碾壓時再恢復到第一遍的狀態。反復碾壓20遍～40遍后，才能夠使路基表面形成均勻的加固層，其厚度在100 cm～150 cm之間。

對于本次工程而言，要對壓實度的測量點數據實施恢復工作，精確測量出每點的高度，并做好相關記錄。通常來講，如果路基上半部分的厚度超過了30 cm，則在沖擊碾壓完成之后，路基土壤會變成塊狀，甚至完全散開。這時候，為了更精確地測出路基的壓實程度，就需要把30 cm厚的土層挖掉，然后再次展開檢測。在對該工程路基進行沖擊碾壓時，需要碾壓至少20遍以上，并分別再碾壓5次、10次、15次、20次進行檢測，檢測結果如表1所示。

表1 沖擊碾壓施工中的數據分析

從表1中的數據分析可以看出，該公路路基接受沖擊碾壓技術施工以后，其路基壓實度經檢測基本達到了相關標準。此外，每當澆筑厚度超過150 cm時，就必須對路基表面實施20遍沖擊碾壓，這樣才能夠有效提升路基壓實程度，確保施工質量。

4 結語

從目前看來，沖擊碾壓技術已經取得了新的發展，利用沖擊型壓路機實行路基沖擊碾壓的方式，也得到了越來越廣泛的應用。沖擊型壓路機采用直立沖擊震動法將巖土壓實，也能夠擠壓目標材料，增加其水平緊實程度。和以往的滾動震動碾壓技術比起來，該技術具有壓力更為集中、沖擊力量大、碾壓深度較高、碾壓效果優良等特征，能使施工效率大大提高。

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[3] 姜永梅,劉 富.沖擊碾壓技術在公路路基施工中的應用[J].江西建材,2015(1):206.

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Abstract: The paper introduces the features of the impact-roller compaction technique, analyzes its construction craft, and explores the application method and application scopes of the technique in roadbed construction by combining with the cases and data, so as to provide some reference for similar projects.

Key words: roadbed, impact-roller compaction technique, construction craft, compaction

On application of impact-roller compaction technique of roadbed construction

Ma Dezhao

(ShanxiYuanfangRoadandBridgeGroupCo.,Ltd,Datong037005,China)

2016-03-15

馬德兆(1978- )，男，工程師

1009-6825(2016)15-0148-02

U416.1

A